Von Minispielen bis DeFi: Was braucht TON noch?

In den letzten Monaten haben wir ein explosives Wachstum des TON-Ökosystem, mit der Einführung von Notcoin, Dogs, Hamster Kombat und Catizen auf Binance. Dieser Anstieg hat Berichten zufolge Millionen von neuen KYC-Nutzern an verschiedene Börsen gebracht und stellt eine der größten Blockchain-Anwendungen der letzten Jahre dar. Dennoch bleibt die drängende Frage: Was kommt als Nächstes?

Trotz der beträchtlichen Nutzerbasis bleibt der Gesamtwert von TON relativ niedrig, und es gab keinen merklichen Anstieg der DeFi-Protokolle. Dies hat zu Bedenken und Diskussionen über den geringen Nutzerwert der TON-Kette und die Unzulänglichkeiten der Infrastruktur geführt.

In diesem Artikel werden wir kurz auf ein wesentliches Konzept hinter DeFi eingehen – den atomaren Tausch – und wie LayerPixel (PixelSwap) die damit verbundenen Herausforderungen angeht. Einerseits kann der anfängliche Erfolg von DeFi auf Ethereum zurückgeführt werden, das zum Grundstein für DeFi-Anwendungen und intelligente Verträge wurde. Andererseits bringt der Aufstieg asynchroner Blockchains wie TON neue Möglichkeiten und Herausforderungen mit sich, insbesondere hinsichtlich der Kompatibilität.

1. Eine kurze Geschichte von DeFi

Das DeFi-Ökosystem florierte während des „DeFi-Sommers“, der sich hauptsächlich um Ethereum drehte. Die Entwickler nutzten das Ethereum-Ökosystem, in dem intelligente Verträge als grundlegende Bausteine dienen, die wie LEGO-Teile kombiniert werden können. Diese Kombinierbarkeit ermöglichte eine schnelle Verbreitung dezentraler Finanzanwendungen und -dienste.

Das Composability-Paradigma von Ethereum ermöglicht das Zusammenspiel verschiedener DeFi-Protokolle auf innovative Weise. Wichtige Finanzprimitive wie Atomic Swaps, Flash Loans und Collateralized Borrowing zeigen, wie verschiedene Anwendungen zusammengefügt werden können, um komplexe, multifunktionale Finanzprodukte zu schaffen.

Mit zunehmender Reife von DeFi wurden die Grenzen des synchronen Modells von Ethereum – insbesondere hinsichtlich der Skalierbarkeit und der hohen Transaktionsgebühren – immer deutlicher. Dies förderte das Interesse an der Erforschung neuer Blockchain-Architekturen, wie asynchrone Blockchains, die einige dieser inhärenten Einschränkungen zu überwinden versprechen.

2. Asynchrone Blockchains: Ein neues Paradigma

Das traditionelle Modell von Ethereum ist synchron, d.h. es wird ein monolithischer Zustand aufrechterhalten, in dem jede Transaktion sequentiell verarbeitet wird. Im Gegensatz dazu verfolgen asynchrone Blockchains wie TON den Ansatz eines Akteursmodells, was zu mehreren grundlegenden strukturellen Unterschieden führt:

Ethereum – Synchrone Blockchain (monolithischer Zustand):

• Atomare Operationen: Direkte atomare Transaktionen sind möglich, da jede Transaktion, auch wenn sie mehrere Smart-Contract-Zustände ändert, als eine einzige Einheit behandelt wird. Die Ethereum Virtual Machine (EVM) stellt sicher, dass alle Schritte einer Transaktion isoliert sind und garantiert, dass entweder alle ausgeführt werden oder keiner.
• Sequentielle Verarbeitung: Jede Transaktion muss warten, bis die vorhergehende abgeschlossen ist, was natürlich den Durchsatz und die Skalierbarkeit einschränkt.
• Globaler Staat: Alle Transaktionen arbeiten mit einem gemeinsamen globalen Zustand, was die Zustandsverwaltung vereinfacht, aber die Konflikte verschärft.

TON – Asynchrone Blockchain (Akteursmodell):

• Parallele Verarbeitung: Transaktionen können gleichzeitig von mehreren Akteuren oder Smart Contracts verarbeitet werden, was die allgemeine Skalierbarkeit und den Durchsatz erhöht. Beispielsweise können Smart Contracts auf TON als unabhängige Einheiten oder Akteure agieren, indem sie One-Way-Messaging zur Aktualisierung von Zuständen zwischen Akteuren verwenden.
• Verteilter Zustand: Verschiedene Akteure halten isolierte Zustände, die es ihnen ermöglichen, zu interagieren, ohne einen einzigen globalen Zustand zu teilen.
• Komplexität der Koordinierung: Die Implementierung von atomaren Operationen in diesem Modell ist aufgrund seiner verteilten Natur komplex.

Während asynchrone Blockchains erhebliche Auswirkungen auf die Skalierbarkeit haben, stellt das Fehlen von atomaren Swaps ein erhebliches Hindernis für die DeFi-Entwicklung auf TON dar, unabhängig von der Komplexität der FunC/Tact-Sprache. Ohne atomare Operationen und sequentielle Verarbeitung wird die Liquidität in Leihprotokollen zu einer Herausforderung, egal wie einfallsreich das DeFi LEGO auch sein mag.

LayerPixel und PixelSwap (das die Infrastruktur von LayerPixel als Teil seines Frameworks nutzt) schlagen einen neuen Ansatz zur Lösung dieses Problems vor, der atomare Tauschvorgänge ermöglicht und eine sicherere und effizientere Lösung für Börsen und DeFi bieten soll.

3. Herausforderungen der Kompatibilität auf asynchronen Blockchains

Die Aufrechterhaltung der Kompatibilität von DeFi-Anwendungen auf asynchronen Blockchains bringt komplexe Herausforderungen mit sich, die in erster Linie auf die Eigenschaften von verteilten Zuständen und Parallelität zurückzuführen sind:

Koordinierung von Transaktionen:

• Synchronisierung: Das Erreichen eines konsistenten Zustands über mehrere Akteure zu einem bestimmten Zeitpunkt ist komplex. Im Gegensatz zu einem synchronen globalen Zustand, der atomare Operationen vereinfacht, ist die Synchronisierung unabhängiger Akteure mit erheblichen Hürden verbunden.
• Konsistenzmodelle: Asynchrone Systeme stützen sich häufig auf schwächere Konsistenzmodelle, wie z. B. die eventuelle Konsistenz. Die Sicherstellung, dass alle relevanten Akteure einen gemeinsamen Zustand erreichen, ohne dass es zu Abweichungen kommt, wird zu einer logistischen Herausforderung.

Staatliche Kohärenz:

• Gleichzeitigkeitskontrolle: Wenn in einer verteilten Umgebung mehrere Transaktionen versuchen, sich überschneidende Zustände zu aktualisieren, können Race Conditions auftreten. Dies erfordert komplexe Mechanismen, um sicherzustellen, dass die Transaktionen korrekt serialisiert werden, ohne dass es zu Engpässen kommt.
• Staatliche Versöhnung: Der Abgleich unterschiedlicher Zustände zwischen Akteuren und die Implementierung von Rollback-Mechanismen (wenn ein Teil einer Transaktion fehlschlägt) müssen robust genug sein, um Änderungen ohne Inkonsistenzen rückgängig zu machen.

Handhabung von Fehlern:

• Atomarität: Die Garantie, dass alle Teile einer Transaktion entweder erfolgreich sind oder fehlschlagen, ist in einer zustandsverteilten, nicht-atomaren Umgebung eine Herausforderung.
• Rollback-Mechanismen: Die effiziente Rückgängigmachung partieller Änderungen des Transaktionsstatus, ohne dass Inkonsistenzen zurückbleiben, erfordert fortgeschrittene Techniken.

4. Pixelswap: Überbrückung der Kompatibilitätslücke

Pixelswap geht diese Herausforderungen durch ein innovatives Design an, das einen verteilten Transaktionsrahmen einführt, der auf die TON-Blockchain zugeschnitten ist. Diese Architektur hält sich an die BASE-Prinzipien (eine Alternative zu ACID) und umfasst zwei Hauptkomponenten: einen Transaktionsmanager und mehrere Transaktionsausführer.

Saga Transaction Manager:

Orchestrierung komplexer mehrstufiger Transaktionen und Überwindung der Beschränkungen des 2PC-Protokolls (Two-Phase Commit), das für lang laufende verteilte Transaktionen geeignet ist.

• Lebenszyklus-Management: Verwaltet den gesamten Lebenszyklus einer Transaktion, indem er in kleinere, unabhängig voneinander ausführbare Schritte unterteilt wird, von denen jeder seine eigene Kompensationsoperation im Falle eines Fehlers hat.
• Aufgabenzuweisung: Unterteilt die Haupttransaktion in diskrete, isolierte Aufgaben und weist sie den entsprechenden Transaktionsausführenden zu.
• Ausgleichsmaßnahmen: Stellt sicher, dass jede Saga über entsprechende Ausgleichstransaktionen verfügt, die ausgelöst werden können, um partielle Änderungen rückgängig zu machen und die Konsistenz zu wahren.

Transaktionsvollstrecker:

Verantwortlich für die Ausführung der zugewiesenen Aufgaben während des Lebenszyklus der Transaktion.

• Parallele Verarbeitung: Executors arbeiten gleichzeitig, um den Durchsatz zu maximieren und die Systemlast auszugleichen.
• Modularer Aufbau: Jeder Transaktionsausführer ist modular aufgebaut und ermöglicht die Implementierung verschiedener Funktionen, wie z. B. verschiedene Swap-Kurven, Flash-Darlehen und Sicherheitenprotokolle. Diese Modularität stellt sicher, dass diese Funktionen nahtlos mit dem Saga-Transaktionsmanager koordiniert werden können, wodurch das Kernprinzip der DeFi-Kompositionsfähigkeit gewahrt bleibt.
• Endgültige Konsistenz: Stellt sicher, dass der lokale Zustand der Executors synchronisiert und mit dem verteilten Gesamtzustand der Transaktion abgeglichen bleibt.

Durch diese Funktionen ermöglichen die Transaktionsausführer von Pixelswap eine robuste, skalierbare und asynchrone Transaktionsausführung, die es ermöglicht, komplexe und komponierbare DeFi-Anwendungen auf TON zu erstellen.

5. Schlussfolgerung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Zukunft von DeFi eine Anpassung an den Paradigmenwechsel von synchronen zu asynchronen Blockchains erfordert, wobei wichtige Prinzipien wie die Zusammensetzbarkeit beibehalten und verbessert werden müssen. Die Entstehung von Pixelswap auf der TON-Blockchain kombiniert auf elegante Weise Robustheit, Skalierbarkeit und Zusammensetzbarkeit und positioniert sie als bahnbrechende Lösung.

Durch die Gewährleistung nahtloser Interaktionsmöglichkeiten und eines starken Transaktionsmanagements ebnet Pixelswap den Weg für ein dynamischeres, skalierbares und innovatives DeFi Ökosystem.